Un dizains augstfrekvences PCB ir sarežģīts process, un daudzi faktori var tieši ietekmēt augstfrekvences ķēdes darbību. Augstas frekvences ķēdes dizains un elektroinstalācijas ir ļoti svarīgas visam dizainam. Īpaši ieteicami ir šādi desmit padomi augstfrekvences shēmas PCB projektēšanai:

1. Daudzslāņu plates elektroinstalācija

Augstas frekvences shēmām parasti ir augsta integrācija un augsts vadu blīvums. Daudzslāņu plātņu izmantošana ir nepieciešama ne tikai elektroinstalācijai, bet arī efektīvs līdzeklis traucējumu samazināšanai. PCB izkārtojuma stadijā saprātīga drukātās plates izmēra izvēle ar noteiktu slāņu skaitu var pilnībā izmantot starpslāni, lai iestatītu vairogu, labāk realizētu tuvāko zemējumu un efektīvi samazinātu parazitāro induktivitāti un saīsinātu signālu. pārraides garums, vienlaikus saglabājot lielu Visas šīs metodes ir labvēlīgas augstfrekvences ķēžu uzticamībai, piemēram, signāla savstarpējo traucējumu amplitūdas samazināšanai. Daži dati liecina, ka, izmantojot vienu un to pašu materiālu, četrslāņu plates troksnis ir par 20 dB zemāks nekā abpusējās plāksnes troksnis. Tomēr ir arī problēma. Jo lielāks ir PCB pusslāņu skaits, jo sarežģītāks ir ražošanas process un augstākas vienības izmaksas. Tas prasa, lai, veicot PCB izkārtojumu, ir jāizvēlas PCB plates ar atbilstošu slāņu skaitu. Saprātīga komponentu izkārtojuma plānošana un pareizu elektroinstalācijas noteikumu ievērošana, lai pabeigtu dizainu.

2. Jo mazāk svins locīsies starp ātrgaitas elektronisko ierīču tapām, jo ​​labāk

Augstfrekvences ķēdes vadu vadam vislabāk ir izmantot pilnu taisnu līniju, kas ir jāpagriež. To var pagriezt ar 45 grādu lauztu līniju vai apļveida loku. Šo prasību izmanto tikai, lai uzlabotu vara folijas fiksācijas stiprību zemfrekvences ķēdēs, savukārt augstfrekvences ķēdēs šī prasība ir izpildīta. Viena no prasībām var samazināt augstfrekvences signālu ārējo emisiju un savstarpējo savienojumu.

3. Jo īsāks vads starp augstfrekvences ķēdes ierīces tapām, jo ​​labāk

Signāla starojuma intensitāte ir proporcionāla signāla līnijas trases garumam. Jo garāks ir augstfrekvences signāla vads, jo vieglāk to savienot ar blakus esošajiem komponentiem. Tāpēc signāla pulkstenim, kristāla oscilatoram, DDR datiem, LVDS līnijām, USB līnijām, HDMI līnijām un citām augstfrekvences signālu līnijām ir jābūt pēc iespējas īsām.

4. Jo mazāk svina slānis mainās starp augstfrekvences ķēdes ierīces tapām, jo ​​labāk

Tā sauktais “jo mazāk vadu starpslāņu pārmaiņus, jo labāk” nozīmē, ka jo mazāk caureju (Via) tiek izmantots komponentu savienojuma procesā, jo labāk. Pēc puses domām, viens caurums var dot aptuveni 0.5 pF sadalīto kapacitāti, un, samazinot vias skaitu, var ievērojami palielināt ātrumu un samazināt datu kļūdu iespējamību.

5. Pievērsiet uzmanību signāla līnijas radītajam šķērsenim ciešā paralēlā maršrutēšanā

Augstfrekvences ķēžu elektroinstalācijai jāpievērš uzmanība “šķērssistam”, ko rada signāla līniju cieši paralēla maršrutēšana. Šķērsruna attiecas uz savienojuma parādību starp signāla līnijām, kas nav tieši savienotas. Tā kā augstfrekvences signāli tiek pārraidīti elektromagnētisko viļņu veidā pa pārvades līniju, signāla līnija darbosies kā antena, un elektromagnētiskā lauka enerģija tiks izstarota ap pārvades līniju. Nevēlami trokšņu signāli rodas, pateicoties elektromagnētisko lauku savstarpējai savienošanai starp signāliem. To sauc par šķērsrunu (Crosstalk). PCB slāņa parametri, signāla līniju atstatums, piedziņas gala un uztveršanas gala elektriskie raksturlielumi un signāla līnijas beigu metode zināmā mērā ietekmē šķērsrunu. Tāpēc, lai samazinātu augstfrekvences signālu šķērsrunu, elektroinstalācijas laikā pēc iespējas vairāk jāveic šādas darbības:

Ja elektroinstalācijas vieta atļauj, zemējuma vada vai zemējuma plaknes ievietošana starp diviem vadiem ar nopietnāku šķērsrunu var izolēt un samazināt šķērsrunu. Ja telpā, kas ieskauj signāla līniju, ir laika ziņā mainīgs elektromagnētiskais lauks, ja nevar izvairīties no paralēlās sadales, paralēlās signāla līnijas pretējā pusē var izvietot lielu “zemes” laukumu, lai ievērojami samazinātu traucējumus.

Ievērojot pieņēmumu, ka elektroinstalācijas telpa pieļauj, palieliniet atstarpi starp blakus esošajām signāla līnijām, samaziniet signāla līniju paralēlo garumu un mēģiniet izveidot pulksteņa līniju perpendikulāri atslēgas signāla līnijai, nevis paralēli. Ja paralēla elektroinstalācija vienā un tajā pašā slānī ir gandrīz neizbēgama, divos blakus esošajos slāņos vadu virzieniem jābūt perpendikulāriem vienam pret otru.

Digitālajās shēmās parastie pulksteņa signāli ir signāli ar ātru malu maiņu, kuriem ir augsta ārējā šķērsruna. Tāpēc konstrukcijā pulksteņa līnijai jābūt ieskautai ar zemējuma līniju un jāizveido vairāk zemes līnijas caurumu, lai samazinātu sadalīto kapacitāti, tādējādi samazinot šķērsrunu. Augstas frekvences signāla pulksteņiem mēģiniet izmantot zemsprieguma diferenciālo pulksteņa signālus un aptiniet zemējuma režīmu un pievērsiet uzmanību iepakojuma zemes caurumošanas integritātei.

Neizmantoto ievades spaili nevajadzētu apturēt, bet gan iezemēt vai savienot ar barošanas avotu (barošanas avots ir arī iezemēts augstfrekvences signāla cilpā), jo apturētā līnija var būt līdzvērtīga raidīšanas antenai, un zemējums var kavēt emisija. Prakse ir pierādījusi, ka šīs metodes izmantošana šķērsrunu novēršanai dažkārt var dot tūlītējus rezultātus.

6. Pievienojiet augstfrekvences atsaistes kondensatoru integrālās shēmas bloka barošanas kontaktdakšai.

Augstas frekvences atsaistes kondensators ir pievienots katra tuvumā esošā integrālās shēmas bloka barošanas avota tapai. Palielinot barošanas avota tapas augstfrekvences atsaistes kondensatoru, var efektīvi nomākt augstfrekvences harmoniku traucējumus uz barošanas avota tapu.

7. Izolējiet augstfrekvences digitālā signāla un analogā signāla zemējuma vadu

Kad analogais zemējuma vads, digitālais zemējuma vads utt. ir pievienots publiskajam zemējuma vadam, izmantojiet augstfrekvences droseles magnētiskās lodītes, lai izveidotu savienojumu vai tieši izolētu un atlasītu piemērotu vietu viena punkta savienojumam. Augstfrekvences digitālā signāla zemējuma vada zemējuma potenciāls parasti ir nekonsekvents. Bieži vien starp abiem tieši ir noteikta sprieguma atšķirība. Turklāt augstfrekvences digitālā signāla zemējuma vads bieži satur ļoti bagātīgas augstfrekvences signāla harmoniskās sastāvdaļas. Kad digitālā signāla zemējuma vads un analogā signāla zemējuma vads ir tieši savienoti, augstfrekvences signāla harmonikas traucēs analogo signālu caur zemējuma vada savienojumu. Tāpēc normālos apstākļos augstfrekvences digitālā signāla zemējuma vads un analogā signāla zemējuma vads ir jāizolē, un piemērotā vietā var izmantot viena punkta savienojuma metodi vai augstfrekvences signāla metodi. var izmantot frekvences droseles magnētisko lodīšu savstarpējo savienojumu.

8. Izvairieties no cilpām, ko veido elektroinstalācija

Visu veidu augstfrekvences signālu pēdām nevajadzētu pēc iespējas vairāk veidot cilpu. Ja tas ir neizbēgami, cilpas laukumam jābūt pēc iespējas mazākam.

9. Jānodrošina laba signāla pretestības saskaņošana

Signāla pārraides procesā, kad pretestība nesakrīt, signāls atspoguļosies pārraides kanālā, un atstarošana izraisīs sintezētā signāla pārsniegumu, izraisot signāla svārstības tuvu loģiskā sliekšņa robežai.

Galvenais veids, kā novērst atstarošanu, ir labi saskaņot pārraides signāla pretestību. Tā kā jo lielāka ir atšķirība starp slodzes pretestību un pārvades līnijas raksturīgo pretestību, jo lielāka ir atstarošana, tāpēc signāla pārraides līnijas raksturīgā pretestība ir pēc iespējas jāpielīdzina slodzes pretestībai. Tajā pašā laikā, lūdzu, ņemiet vērā, ka pārvades līnijai uz PCB nevar būt pēkšņas izmaiņas vai stūri, un mēģiniet saglabāt nepārtrauktu katra pārvades līnijas punkta pretestību, pretējā gadījumā starp dažādām pārvades līnijas sekcijām būs atspulgi. Tas prasa, lai ātrgaitas PCB elektroinstalācijas laikā būtu jāievēro šādi elektroinstalācijas noteikumi:

USB vadu noteikumi. Nepieciešams USB signāla diferenciālais maršruts, līnijas platums ir 10 milj., attālums starp rindām ir 6 milj., un attālums starp zemes līniju un signāla līniju ir 6 milj.

HDMI vadu noteikumi. Nepieciešams HDMI signāla diferenciālais maršruts, līnijas platums ir 10 milj., attālums starp rindām ir 6 milj., un attālums starp diviem HDMI diferenciālo signālu pāru komplektiem pārsniedz 20 milj.

LVDS elektroinstalācijas noteikumi. Nepieciešama LVDS signāla diferenciālā maršrutēšana, līnijas platums ir 7 mili, līniju atstatums ir 6 mil, mērķis ir kontrolēt HDMI diferenciālā signāla pretestību līdz 100+-15% omi

DDR elektroinstalācijas noteikumi. DDR1 trasēšanai ir nepieciešams, lai signāli netiktu pēc iespējas vairāk cauri caurumiem, signāla līnijas ir vienāda platuma un līnijas atrodas vienādi. Trasēm jāatbilst 2W principam, lai samazinātu signālu šķērsrunu. Ātrdarbīgām DDR2 un jaunākām ierīcēm ir nepieciešami arī augstfrekvences dati. Līniju garums ir vienāds, lai nodrošinātu signāla pretestības atbilstību.

10. Garantēt pārraides integritāti

Saglabājiet signāla pārraides integritāti un novērsiet “zemes atsitiena fenomenu”, ko izraisa zemes šķelšanās.